聚乳酸纤维染色.ppt

聚乳酸材料纤维染色主讲人：Sisyphus目录1.聚乳酸纤维结构与染色性能2.聚乳酸纤维传统染色技术3.聚乳酸纤维混纺染色工艺4.聚乳酸纤维染色新技术5.结语6.参考文献1.聚乳酸纤维结构与染色性能从乳酸单体合成聚乳酸有两种途径：一种是直接聚合法，另一种是丙交酯法。直接聚合法是乳酸的直接脱水缩聚，丙交酯法是二分子的乳酸脱水生成环状的乳酸酐二聚体，然后进行开环聚合。图1.1合成PLA的两种途径12聚乳酸纤维织物染色技术问题，主要表现在染料上色率低，染色后纤维物理械性能保持性较差，采用浸染的方式很难将纤维染得深色（尽管聚乳酸纤维的折射系数不高），以致染得的服装浅色多，深色少，颜色鲜艳亮丽的更少。制约着聚乳酸纤维材料的广泛推广应用纤维染色中的两个主要自身障碍为：①纤维低熔点；②遇碱降解性问题。其它影响聚乳酸纤维染色的因素很多，如聚乳酸纤维不耐高温，染色过程中，易受温度、酸度、各种助剂以及染料结构和粒度等因素的影响。1.聚乳酸纤维结构与染色性能1.聚乳酸纤维结构与染色性能为此，如何提高聚乳酸纤维的染料上色率和牢度，降低成本等是现代材料和染整技术研究人员的主要研究方向之一。虽然聚乳酸纤维纺织服装已在美国、欧洲、日本出现，但是由于分散染料的上色率普遍比较低，致使市场上出现的聚乳酸纤维服装，浅色多深色少，色彩鲜艳度不高。2.聚乳酸纤维传统染色技术2.1染料选择由于PLA纤维具有较多的酯基和甲基，没有亲水性的极性基团和反应性基团，因此目前大多采用分散染料对其进行染色。杨栋梁等人选用不同结构的分散染料对PLA纤维染色研究，对于高结晶度的PLA纤维，分子结构比较紧密，纤维大分子链的活性较低，应该选择扩散性能好、分散稳定且分子成直线型和共面性较强的染料，染色物的染透性和均匀性较佳；而对于低结晶度的PLA纤维，应选用容易移染的单偶氮和双偶氮类结构染料为佳。2.2助剂选择染料在染色时，重要的问题是染料的分散与匀染，匀染则包括缓染与移染。由于染料本身的质量问题或由于加工时的升温快、温度高和染液的高速搅动，容易造成染料分子的结晶、凝聚，导致染色不匀染。解决措施：一是加入一种阴离子分散剂，吸附在染料粒子外层形成保护层，由于负电性的相斥而使染料保持好的分散状态。二是采用一种非离子表面活性剂以达到缓染与移染的效果。这种非离子表面活性剂主要是与分散染料起作用，增加染料在染浴中的溶解度而达到缓染作用。斯国平研究了几种不同分散助剂对染色的影响，认为对同一种分散剂而言，分散染料中含分散剂量越多，上染率越低。1234562.聚乳酸纤维传统染色技术2.3染色温度由于PLA纤维不耐热，温度不仅影响到染料的上染，还会影响纤维的其他性能，如表面光滑度、手感以及断裂强力等。在80-110℃温度范围内对PLA纤维进行染色时，随着温度的提高，分散染料对PLA纤维的上染百分率逐渐提高，染色品的表面深度也出现显著增加。在80-110℃范围内，几乎温度每提高10℃，PLA纤维的上染百分率提高约5%-10%，而且到达110℃后，上染百分率几乎达到最高；再增加温度对上染百分率影响不大。Kameoka等人的研究表明，高温导致PLA纤维发生很大程度的降解，因此PLA纤维的染色温度应控制110℃左右。2.聚乳酸纤维传统染色技术2.4染色时间胡玲玲等人发现PLA纤维在染色开始后10min内均已达到较高的上染百分率，在30-40min内基本达到最高值。吕景春认为保温20min可使PLA纤维获得最大染色深度。上染时间过短会导致染料没有充分上染，上染率低，影响颜色深度和色牢度，而时间过长，PLA纤维水解加剧，影响PLA纤维的强度，因此选择合适的染色时间对提高染色质量和确保纤维性能具有重要的意义。一般情况下，当染色温度为110℃左右时，染色时间应控制在40-60min。2.聚乳酸纤维传统染色技术12.5染色PH值2由于PLA纤维不耐强碱，合适的染液PH值对PLA纤维的染色效果影响较大。如果碱性过强，会使得染料和PLA纤维发生水解。3王燕等人的研究证明在70℃-90℃温度条件下，当PH值在3-7时，PLA纤维性能损伤不大，但随着pH值增大，纤维的强度明显下降。4因此，PLA的染色应在偏酸性(pH7)条件下进行，不仅有利于纤维的染色，而且能够减少PLA纤维的强度损伤。值得注意的是，染后皂洗最好采用中性浴低温皂洗，尽量避免烧碱、保险粉还原清洗。2.聚乳酸纤维传统染色技术2.6升温速率由于PLA纤维的熔点(175℃)和玻璃化温度(57℃)低，因此在11℃和pH为5-6的条件下采用常规分散染料染色工艺时，应特别注意控制升温速率。杨国荣及杨文芳等人研究发现P